国际医学放射学杂志Int J Med Radiol 2011 Nov;34(61:518—521 脑小血管病的神经影像学研究进展 Progress of neuroimaging in small vessel disease 高波刘奉立 【摘要】脑/i,¥t管病(SVD)是指脑内小血管病变导致的疾病,包括发生于小动脉、微动脉、毛细血管和小静脉的 疾病。SVD的病理学表现包括纤维素样变性、淀粉样变性、出血、闭塞等改变。SVD的影像学表现包括腔隙性脑梗死、 脑白质疏松症、脑微出血、血管周围间隙扩大及血脑屏障破坏。早期发现和处理血管危险因素特别是SVD具有重要 意义。综述几种特殊类型小血管病的病因、病理改变和常见临床表现类型及其影像学表现。 【关键词】小血管病;腔隙性脑梗死;脑白质疏松症;脑微出血;血管周围间隙;血脑屏障 2008年的国际卒中会议和欧洲卒中会议上都 提出了“小血管病引起大问题”的论点Il_,脑小血管 存在动脉粥样硬化现象,但腔隙性梗死并非总是 SVD所致,相当一部分腔隙性梗死的病因是大动脉 粥样硬化性狭窄造成的远端低灌注或斑块破裂引起 病越来越受到神经科、影像科工作者的注意和重视。 脑小血管病(small vessel disease,SVD),顾名思义是 指脑内小血管病变导致的疾病。包括发生于小动脉、 微动脉、毛细血管和小静脉的疾病。在西方国家 SVD占所有缺血性卒中病因的25%左右,国内高达 46%t21。过去l0年临床上在颅内大血管卒中的治疗 的远端微栓子栓塞[21。张等[ 1通过比较脑小血管病及 其亚型与颈动脉粥样硬化危险因素,提出颈动脉粥 样硬化并非脑小血管病的危险因素。 临床上将SVD分为急性SVD和慢性SVD,后 者更常见。慢性SVD包括缺血性脑卒中(通常为脑 深部小梗死灶)、脑出血和痴呆。SVD的常见病理学 和预防方面取得了很大的成就。但脑小血管病却被 忽视。脑小血管卒中造成的后果并不“小”,例如脑血 管淀粉样变性所导致的脑出血非常凶险,而且SVD 是“静息性脑卒中”的主要原因。而后者又是导致认 知功能障碍的重要因素.因此SVD的严重性不亚于 动脉粥样硬化性血栓栓塞,早期发现和处理血管危 险因素特别是SVD具有重要意义。本文主要就SVD 的病因、病理及神经影像学研究进展作一综述。 1脑小血管病的常见病因和病理改变 关于“小血管”的标准目前尚未达成共识。许多 研究者将小血管特指为小动脉(腔内径100 400 Ixm, 具有内弹力板和3-4层平滑肌细胞构成的中层)和 微动脉(腔内径<100 I.zm.具有连续的弹力板和1~2 改变包括:腔隙性脑梗Y ̄E(1acunarinfarction,LI)、脑白 质疏松症(1eukoaraiosis,LA)、脑微出血(cerebral microbleeds,CMB)、血管周围间隙扩大(enlarged perivascular spaces,EPVS)及血脑屏障(blood brain barrier,BBB)破坏 。这些表现可同时存在亦可单独 出现,它们虽然不是SVD的特有表现,但高度提示 SVD[ 卅。 1.1腔隙性脑梗死fU)系指大脑半球深部结构 (基底节、丘脑、内囊、放射冠)、脑干等中线部位,由 于血管直径100—400 m的穿支动脉闭塞引起的一 种脑梗死临床亚型。影像学表现为直径<1.5 cm的腔 隙灶,I瞄床表现为各种腔隙综合征。LI是一组由不 同病因导致的小血管动脉病,其病因有血栓性动脉 病、栓塞性阻塞和其他原因导致的小动脉闭塞【5j。根 据牛津郡社区卒中项目(OSCP)分类统计,腔隙性脑 层平滑肌细胞构成的中层)。病理学上.累及小血管 的疾病包括血管内容物异常和血管壁异常,前者包 括血细胞疾病、凝血障碍性疾病,后者包括动脉硬 化、血管炎、非炎性小血管病及血管内皮细胞病。 SVD的病理学表现包括纤维素样变性、淀粉样变 性、出血、闭塞等改变,而不是粥样硬化l 2l。小动脉不 卒中占整个脑卒中的1/4以上。很多腔隙性脑卒中 无临床综合征的表现,仅在行头颅MRI检查时偶然 发现,或因认知障碍而行神经影像学检查时才予以 诊断。这种梗死灶从急性期到慢性期其直径会缩小 作者单位:264000,烟台毓璜顶医院 }审校者 基金项目:烟台市科学技术发展计划项目f2010148—41 DOI:10.3784/j.issn.1674—1897.2011.06.Z0602 50%左右,而至后期大部分直径均<5 mm[61。 1.2脑白质疏松症(LA)是1986年由Hachinski等 518 国际医学放射学杂志International Journal of Medical Radiology 201 1 Nov;34(61 提出的,指在双侧脑室旁和半卵圆中心白质内对称 性CT低密度影或T WI/FLAIR高信号表现。大量研 究提示这种脑白质病变(white matter lesions。WML) 的发生与卒中危险因素如高血压、糖尿病以及年龄 等因素相关。在大样本随访研究中发现WML可增 加认知障碍的发生率.WML的严重程度与痴呆的严 重程度相关 。 研究显示LA在脑出血及LI病人中多见。也证 明LA与高血压所致的小动脉变性及慢性缺血有 关。Schmidt等阎通过病理学研究发现融合性脑白质 改变代表SVD相关的脑损害,WML进展为研究 SVD提供了一种替代方法。林等[91对323例急性缺 血性卒中连续病例进行了前瞻性研究.发现LA是 急性缺血性卒中病人不良转归和肺炎发生的预 测因素,但Ll和急性卒中病人预后无显著相关性。 尽管LA和Ll均为SVD的主要影像学表现,其对卒 中预后的不同影响提示两者的异质性。 1.3脑微出血(CMB) 一般定义为在梯度回波序 列(GRE—T2*WI)或磁敏感加权成像(susceptibility— weighted imaging,SWI)序列上表现为直径2~5 mm 的均匀一致的圆形低信号灶,周围无水肿;当排除了 血管周围间隙、软脑膜含铁血黄素沉积或不伴有出 血的皮质下钙化灶时,即可确认为CMB。SWI显示 微出血的敏感度是GRE—T:*WI的4倍㈣。组织病理 学证实信号缺失主要是因纤维透明样变性的微动脉 血液微量外渗、含铁血黄素沉积所致。与LI、WML 和脑出血一样,CMB一般被认为是由于年龄增长、 高血压和血管淀粉样变性等所致的血管壁病变的结 果[1 1。CMB的数目越多,说明SVD病变越严重。在健 康老年人中,CMB的发病率随年龄增长而增多。CMB 的存在提示脑内微小血管病变,反映血管出血倾向: 急性脑卒中病人MRI发现CMB时.溶栓治疗的出血 并发症风险升高。CMB作为有出血倾向的SVD主要 标志,对预测老年人发生脑出血有重要价值。 CMB在常规MRI上常被诊断为U,而在SWI 上则呈明显低信号,而且发现的病灶更多。早期研究 发现同一类型的高血压性小动脉病可以导致出血性 或缺血性病灶.CMB与LI具有相似的微血管异常 改变:Kato等Ⅲ1研究发现CMB的数目与LI的数目 具有相关性(r=0.5 14,P<0.000 1),Lee等【 2]研究发现 CMB在皮质一皮质下区域较深部灰质更常见,而且 CMB的严重程度与LI的严重程度呈正相关(r= 0.408,P<0.001)。因此,正确区分LI与CMB对指导 临床治疗、评价预后具有重要意义。IJA与CMB也有 显著相关性,且LA的程度对CMB发生及其出血危 险性有较大影响。 1.4血管周围间隙扩大(EPVS) 血管周围间隙又 称Virchow—Robin间隙(VRS),是指围绕脑穿通动 脉和小动脉的周边间隙。EPVS直径通常为3 mm左 右,偶尔达到15 mm。肉眼观察VRS在MR的各种 成像序列上与脑脊液信号一致。EPVS有3个特征 性发生部位:I型见于豆纹动脉经前穿质进入基底节 处:Ⅱ型分布于脑的穿髓动脉进入大脑凸面并延伸 至皮质下白质处;Ⅲ型见于脑干【13]。根据EPVS的发 生部位和MRI信号特征容易与多种病变相鉴别。 Rouhl等【 41研究表明基底节区EPVS与SVD相 关,EPVS是SVD的潜在标志。最近Zhu等 在一项 法国三城市协作研究中对1 818名无卒中、痴呆的 老年人群行三维高分辨MRI检查,发现EPVS的程 度与其年龄、高血压、WML容积及LI均相关, 因此EPVS应作为老年SVD的MRI标志;同时发现 EPVS与痴呆的危险性增加有关【l61。 1.5血脑屏障通透性改变 血脑屏障(blood brain barrier,BBB)是指脑组织与血液之间的屏障结构,由 血管单层内皮细胞、基底膜、周细胞和星形胶质细胞 终足等结构构成.具有阻止血液中离子和溶质进入 脑细胞,维持神经功能最佳化学环境的作用。血管内 皮及相关结构功能障碍导致BBB通透性增加.造成 血液成分漏出到血管周围组织和脑实质内,继发相 应的病理生理改变,导致SVD相关的病理学、影像 学变化[ 。 1.5.1 SVD存在BBB通透性的增加 Starr等【 81发 现糖尿病导致SVD病人在WML区域有对比剂渗 出到脑组织的情况,尤其在穿支动脉分布区域,这证 实BBB通透性改变是造成SVD病人发生WML的 原因。近期研究发现SVD导致LI病人皮质下白质 普遍存在着BBB功能障碍、通透性增加的情况【19】。 1.5.2 BBB通透性改变导致SVD病理变化Wardlaw 等[2o1研究发现脑微血管内皮活性改变是脑小血管病 变导致U的主要发病机制.血管内皮功能障碍导 致BBB通透性增加,致使血液成分到达VRS.造成 胶质细胞和神经细胞坏死。目前研究也证实内皮功 能障碍、BBB通透性改变是SVD的早期病理生理 表现[2 。 2脑小血管病的常见临床表现类型及其影像学表现 2.1血管性认知障碍vascular cognitive impairment, 519 国际医学放射学杂志Int J Med Radiol 201 1 Nov;34(6) VCI)VCI是指各种脑血管疾病导致的认知功能下 降综合征,SVD是其主要病理机制,即包括一处或 多处皮质或皮质下梗死或出血、LI及白质缺血性改 变[221。SVD的临床症状以认知障碍为主,SVD是VCI 的预测因素。LA与认知功能关系已得到共识, 尤其是与LA的进展关系密切。但目前尚不清楚 SVD引起的认知障碍是否与白质损害程度相关, SVD所致的LI对认知功能的影响也尚未得到证实。 研究证明CMB数目与病人认知功能障碍存在一定 相关性,可能与CMB破坏了额叶皮质下的联络纤维 有关。Seo等[为1认为CMB可以作为认知功能障碍及 痴呆严重性的预测因素,但国内外多数研究者的研 究表明认知功能和CMB具有相关性的依据尚不充 分.可能有不同的病因和病理生理学基础.而不是由 CMB决定认知功能。单纯IJA或单纯CMB或两者均 有对病人认知功能是否有差异尚不明确。研究VCI 的SVD方面的改变尤其是CMB对其早期诊断具有 重要临床意义。 由于病理学上血管改变和变性改变通常共存, 且VCI无特异性影像学特征,因此,迄今在VCI研 究中神经影像学的作用主要在于描述脑的改变而不 用于诊断VCI。美国国立神经疾病和卒中研究所 (National Institute for Neurological Disorders and Stroke。NINDS)与加拿大卒中网(Canadian Stroke Network.CSN)关于血管性认知功能障碍统一标准 建议中,推荐在所有临床研究中使用标准化术语构 成的通用最基本研究数据集,并不排除研究人员增 加自己的影像学描述_221。这样不仅可使各研究之间 具有可比性,更有助于不同研究资料的汇总分析。对 于认知功能障碍,MRI是最理想的影像学检查手 段,必须包括3D T WI、rr2WI、FLAIR和GRE—T2*WI 序列,前3种序列提供解剖学、是否存在梗死和其他 病变等信息,而GRE—T: WI用于检测病变的急性和 慢性、大量和小量出血㈤。鼓励应用扩散加权成像 (DWI)和表观扩散系数(ADC)来获得急性卒中和白 质纤维完整性的信息。 磁共振波谱(MRS)能无创性检测活体脑组织的 代谢产物浓度,直接反映脑代谢:扩散张量成像 (DTI)是特异性观察脑白质的无创性技术,通过平均 扩散、各向异性等不同参数来定量评价脑白质的细 微结构异常。两者联合应用能更敏感地显示白质损 害程度,为SVD引起的认知障碍提供研究工具【洲。 2.2脑淀粉样血管病(cerebral amyloid angiopathy。 520 CAA) CAA是指一组大脑皮质和软脑膜小血管壁 出现淀粉样沉积物的疾病。一般不累及皮质下区域 和脑外的血管。受累血管多发生于脑膜、额叶、枕叶 和顶叶皮质的小血管及小脑的小血管,血管壁淀粉 样蛋白(主要是B一淀粉样蛋白即AI3)沉积导致血管 发生纤维素样坏死而易致脑实质损害。CAA主要临 床表现为反复性、多灶性、白发性颅内H{血及认知功 能障碍。CAA约占原发性脑出血的10%,以脑叶出 血多见.其发病率随年龄的增长而增高。影像学检查 主要集中在对CAA所致脑出血的诊断,GRE—T, WI 或SWI出现多个脑叶的微出血且无深部微出血及 明显病因时,应考虑到CAA的可能。利用分子成像 手段,寻找能与At3特异性结合的生物标志物,同时 又结合能在影像学上成像的物质是影像学未来发展 方向[删。 2.3常染色体显性遗传性脑动脉病伴皮质下梗死 和白质脑病(cerebral autosomal dominant dominant arteriopathy with subcortical infarcts and leukoence—— phalopathy.CADASIL) 是一种在成人时发病且以 显性方式遗传的小动脉血管病变。临床主要表现为 反复的脑皮质下梗死和痴呆症,少数病人同时有 先兆性偏头痛、精神症状.偶尔合并脑出血、癫痫 发作。当病人出现相应临床症状及家族史,结合颅 脑MRI、皮肤活检及基因检测可诊断本病。颅脑 MRI表现为U和不同程度WML,颞叶脑白质病变 诊断CADASIL的敏感度和准确度分别为89%和 86%,外囊脑白质病变的敏感度和准确度分别为 93%和45%[261。 2.4 Susac综合征(Susac S syndrome,SS)又称脑、 视网膜、耳蜗微血管病,临床主要表现为脑病、视网 膜小动脉分支闭塞(branch of retinal artery occlusion, BRAO) ̄感音性耳聋三联征。脑病表现为头痛、意识 模糊、记忆力丧失、行为改变和构音障碍。如视网膜 后部同时受累,可出现视力模糊;视网膜动脉分支闭 塞一般为双侧分布,可见于起病初期或晚期:听力受 损也呈类似双侧分布。脑组织活检证实其发病基础 是微小血管炎(<100 m的毛细血管前动脉受累)引 起的脑部、视网膜和耳蜗的微动脉阻塞和微小梗死, 病理研究显示毛细血管前小动脉内皮细胞的损害[27-28]。 FLAIR是检出SS病灶最敏感的序列,典型MRI表 现为白质、灰质区广泛多发性小灶状T:WI高信号 影,白质最易受累,而皮质、深部灰质受累占70%. 幕上、幕下均可受累;软脑膜强化占l/3,若累及胼 国际医学放射学杂志International Journal of Medical Radiology 2011 Nov;34(61 胝体,仅有纤维受累称为“胼胝体孔”.为本 病重要特征 2.5可逆性后部脑病综合征fposterior reversible encephalopathy syndrome,PRES1 是一种发展迅速 的急性SVD。临床上以头痛、意识障碍、癫痫发作及 视力改变为主要表现,MRI显示大脑半球后部可逆 性血管源性脑水肿,经正确、及时对症治疗后可完全 恢复正常。目前报道的PRES病人多存在严重高血 压,尤其是子痫、高血压病人。脑血管自动调节功能 是有限的,一旦血压增高突破其自动调节上限,收缩 的小动脉被动扩张导致脑过度灌注。水分子、大分子 物质甚至红细胞通过受损的毛细血管内皮外渗至脑 细胞间质,造成血管源性脑水肿l1 71.组织学改变为纤 维素样坏死。影像学上显示双侧大脑半球后部特别 是双侧顶枕叶、侧脑室旁、小脑、脑干的可逆性脑水 肿,T WI呈等或稍低信号,T2WI或FLAIR像呈高信 号,DWI、ADC图显示为血管源性水肿。临床症状是 诊断PRES的前提,影像学表现是诊断PRES的必 备条件;不同病因引起的PRES,其影像学上所表现 出的病变分布范围可能有差异[291。 参考文献: [1]Pantoni IJ.Cerebral small vessel disease:from 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